JPWO2012144191A1 - グロープラグの通電制御装置 - Google Patents

Abstract

複数のグロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグの通電制御装置において、接続されたグロープラグの断線の検知を可能とする手法を提供する。電源装置と複数のグロープラグとの間に接続されるグロープラグの通電制御装置は、グロープラグへの出力電圧値と、グロープラグへの出力電流値とを得て、さらに、グロープラグへの通電状態を判別しつつ、その判別した状態に適した閾値を用いて、グロープラグに断線が生じたことを検出する。

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの始動や駆動の補助に用いられるグロープラグの通電制御装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンの始動補助や安定駆動などのために、通電によって発熱する発熱抵抗体を有するグロープラグが使用されている。グロープラグに対する通電として、エンジンの始動の補助を目的とした予熱の為に行うプリグロー通電や、その予熱温度を維持する待機状態の通電（以降、「保温通電」ともいう）を始め、エンジンの始動後もエンジン駆動における燃焼の安定化を目的として通電発熱をするための、いわゆるアフターグロー通電も行われている。こうした異なる状況に適した通電が行えるよう、バッテリ等の外部電源から供給される電力を制御する通電制御装置が用いられている。より精度の高い通電制御を行うため、グロープラグ１本１本に対して通電制御装置からの通電ハーネスが個別に直接接続され、個々のグロープラグに対して異なる制御を行うこともなされている（例えば、特許文献１参照）。

近年では、通電の制御のみならず、グロープラグが適正に機能しうるかどうかの判断、いわゆるＯＢＤ（On-Board-Diagnosis）も重要視されている。その一機能としてグロープラグが断線しているか否かの判別が行えることが通電制御装置に求められている。

特に、４気筒や６気筒など多気筒のディーゼルエンジンの場合、それぞれの気筒に搭載されたグロープラグの１，２本、すなわち搭載されたグロープラグ全本数の半分以下のグロープラグに断線が生じていたとしても、車両の制御装置（ＥＣＵ）や運転者が断線故障を検知あるいは判断することは難しい。他のグロープラグに断線が生じていなければ一見するとエンジンは正常動作しているようにも見えるためである。しかしながら、このような状況でエンジンが駆動すると、その排気ガス中の未燃焼ガスが増加したり、あるいはエンジン自体の始動性が悪化するなどの不具合を生じ得る。

こうした実情を踏まえて断線検知手法が公知である。例えば、特許文献２には通電と非通電とを切り替える半導体スイッチとグロープラグとの間の導電経路を所定電圧（具体的にはバッテリの供給電圧）にプルアップした上で、当該導電経路の電圧に基づいて、グロープラグの断線を検知する手法が提案されている。こうした手法は、多気筒のエンジンに搭載されたグロープラグであっても、前述の如く、通電制御装置から個々に通電ハーネスが直接接続されている場合には容易に実現しうる。

特開２００４−１９０６５９号公報 特開平２−１９９２７４号公報

ところで、車両に搭載されるエンジンや農業機械、建設機械等に搭載される汎用エンジンなど、ディーゼルエンジンでは部品の共用化や構造の単純化の目的のため、電極板を用いて、複数の気筒に搭載された個々のグロープラグと通電制御装置とを電気的に並列に接続することがある。こうした場合にグロープラグの断線を検知することは容易ではない。

本発明は、上記事情を鑑み、複数のグロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグの通電制御装置において、接続されたグロープラグの断線を検知可能となるよう、その手法を提案し、断線検知機能を備えるグロープラグの通電制御装置を提供しようとするものである。

構成１．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
エンジンに搭載されたグロープラグへの電力の供給元である電源装置と前記グロープラグとの間に配置され、前記グロープラグへの通電を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
複数のグロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグ接続部と、
前記電源装置の供給電圧と、前記グロープラグ接続部の出力電圧とのうち少なくとも一方を取得する電圧取得部と、
前記グロープラグ接続部から前記グロープラグへ出力される電流値を取得する電流取得部と、
前記グロープラグへの通電の状態を判別する通電状態判別部と、
前記通電状態判別部の判別状態に基づき、断線を判断する閾値を設定する閾値設定部と、
前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得る抵抗値取得部と、
前記閾値を設定した際の通電状態時に得られた前記合成抵抗値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記グロープラグの断線の有無を判断する断線検知部とを備えることを特徴とする。

グロープラグは、搭載されるエンジン毎にその仕様や品番が特定されている。したがって、用いられるグロープラグが特定されることで、通電制御装置のグロープラグ接続部に接続されるグロープラグの合成抵抗値は算出可能であり既知である。また、グロープラグは多気筒のエンジンに電気的に並列に接続されているため、グロープラグに断線が生じれば合成抵抗値は上昇する。したがって、この合成抵抗値と所定の閾値とを比較し、当該合成抵抗値が閾値を超えることがあれば、複数のグロープラグのうちのいずれかに断線が生じていることが判断できる。

前記閾値の設定及び断線を判断するタイミングが重要である。前述の如くグロープラグは品番により抵抗値等の仕様が特定されているものの、工業製品である以上はある程度のばらつき（公差）を有している。したがって、仕様書等で特定されるグロープラグの抵抗値（抵抗値の中心値）から単純に閾値を設定するだけでは現実に即しておらず、正しい断線検知を行うことは困難である。

また、断線の判断を行う際のグロープラグの合成抵抗値は、グロープラグへ印加される電圧（値）や流れる電流（値）から取得（算出）されるが、バッテリやオルタネータの発電量等、電源装置の出力は変動する。加えて、グロープラグを構成する発熱抵抗体の抵抗値は、自身の発熱やエンジンから伝わる熱により、当該発熱抵抗体を構成する材料固有の温度抵抗係数に基づき変動する。

また、グロープラグ接続部に接続されるグロープラグは、正極側が通電ハーネスや電極板を介して接合され、負極側はグロープラグが固定されるシリンダヘッドやエンジンブロック等を経て接地されている。したがって、通電制御装置が取得しうるグロープラグの合成抵抗値には、これらの抵抗値（以降、総称して便宜的に「ハーネス抵抗値」ともいう）が加算されており、複数のグロープラグのみの合成抵抗値とはならない。こうした事情もあり、前記閾値の設定が重要視される。

そこで、本発明ではグロープラグへの通電の状態に基づいて閾値を設定するとともに、当該閾値を設定した際の通電状態時にグロープラグの合成抵抗値と閾値との比較を行い、グロープラグの断線の有無を判断する。例えば、プリグロー通電の完了時であったり保温通電の開始から所定時間が経過した後、あるいはエンジン始動の際のクランキングの直前、はたまたアフターグロー通電中の比較的安定した状態など、グロープラグへの通電の状態に応じた閾値を設定する。その上で、グロープラグの合成抵抗値と当該閾値とを比較すれば、前記ばらつきが加味された断線検知が可能となる。なお、グロープラグへの通電の状態は、グロープラグの温度に影響を与えるエンジンパラメータ（例えば、エンジンの回転数、冷却水の温度、燃料噴射量等）によって種々存在し、例えば、プリグロー通電状態や保温通電状態等が存在する。

それでもなお、正確に断線を判断できない事態が生じ得る、例えば４気筒エンジンを想定すると、１本のグロープラグに断線が生じた場合、グロープラグのみの合成抵抗値は１．３倍、２本に断線が生じていれば２倍となる。しかしながら、品番にもよるが、グロープラグの抵抗値は、冷間時で例えば２５０ｍΩ程度であり、ディーゼルエンジンでの使用の最中における飽和温度で例えば６００ｍΩ程度である。その一方で、前述のハーネス抵抗値は、やはりエンジンの種類や構成等に依存するが、一般には１０ｍΩ〜５０ｍΩ程度である。すると、前述のばらつきやエンジンの運転状態、グロープラグの通電状態によっては、ハーネス抵抗値に対するグロープラグのみの合成抵抗値の変動が過小であり、グロープラグ１本の断線を検知できるような適切な閾値を設定することが難しい。そのような場合には、エミッションやドライバビリティに影響を与えない程度の複数本のグロープラグが断線したことを想定して閾値を設定することで、「多数のグロープラグに断線が生じたこと」は少なくとも判断することが可能となる。例えば、３気筒では２本に、４気筒では３本に、６気筒では４本に断線が生じた際などである。なお、特に６気筒を含みこれより気筒数の多いディーゼルエンジンでは、３本ずつに分割する等、分けられた通電経路が構成されうる。その際には、分けられた通電経路に並列に接続されたグロープラグを前記搭載本数と見なして上記断線判断を行うことが可能である。

構成２．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
前記閾値設定部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記閾値を設定し、
前記抵抗値取得部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得ることを特徴とする。

上記構成２によれば、グロープラグの温度が安定した状態において閾値を設定すると共にグロープラグの合成抵抗値を得るため、グロープラグの断線の有無を精度良く判断することができる。

構成３．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
前記通電状態判別部がアフターグロー通電であると判別された場合、
前記閾値設定部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記閾値を設定し、
前記抵抗値取得部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得ることを特徴とする。

アフターグロー通電中は、エンジンが駆動中であるために、エンジンの運転条件の変化に応じてグロープラグを取り巻く環境条件が連続的に且つ著しく変化することがあり、エンジンの運転条件の変化時にグロープラグの断線の有無を正確に判断することは困難である。そこで、上記構成３のように、アフターグロー通電中においてグロープラグの断線の有無を判断する際、グロープラグを取り巻く環境条件が比較的安定しているエンジンのアイドル状態のときに閾値を設定すると共にグロープラグの合成抵抗値を得るようにすれば、アフターグロー通電中であってもグロープラグの断線の有無を精度良く判断することができる。

構成４．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
前記閾値設定部は、複数の異なる通電状態に応じた複数の前記閾値を設定し、
前記断線検知部は、各通電状態において得られた前記合成抵抗値と前記閾値との各比較結果に基づき、前記グロープラグの断線の有無を判断することを特徴とする。

上記構成４によれば、複数の異なる通電状態（例えば、プリグロー通電時及びアフターグロー通電時）において得られた合成抵抗値と閾値との各比較結果に基づき、グロープラグの断線の有無を判断するため、グロープラグの断線の有無をより精度良く判断することができる。

上記構成１〜４によれば、多数のグロープラグに断線が生じたことを検知することは可能であるが、より少ない本数のグロープラグが断線したことを検知したい要望もある。これに対して、次述する構成を付加、あるいは代替的に実施することで、これを実現することが可能となる。

構成５．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
エンジンに搭載されたグロープラグへの電力の供給元である電源装置と前記グロープラグとの間に配置され、前記グロープラグへの通電を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
複数の前記グロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグ接続部と、
前記電源装置の供給電圧と、前記グロープラグ接続部の出力電圧とのうち少なくとも一方を取得する電圧取得部と、
前記グロープラグ接続部から前記グロープラグへ出力される電流値を取得する電流取得部と、
前記グロープラグへの通電の状態を判別する通電状態判別部と、
前記グロープラグへの通電の初回に、前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得て、初回抵抗値として記憶する記憶部と、
前記グロープラグの断線判断時に、前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得る抵抗値取得部と、
前記初回抵抗値を取得した際と同じ通電状態時に得られた前記合成抵抗値と前記初回抵抗値との比較結果に基づいて、前記グロープラグの断線の有無を判断する断線検知部とを備えることを特徴とする。

本構成５では、ディーゼルエンジンに搭載されたグロープラグへの初回の通電時に取得するグロープラグの合成抵抗値を基準に、グロープラグの断線を判断する手法である。なお、この初回とは、例えば、製造ラインにて完成した車両を移動させる際に自走するときのものとしてもよいし、他方、製造者であるメーカや販売者であるディーラが任意に初回を設定するものとしてもよい。すなわち、初回抵抗値はリセットして再取得することが可能である。したがって、グロープラグを交換した直後には、リセットを行い、再度初回抵抗値を設定することが可能である。

前述の如く、ハーネス抵抗値はエンジンの種類や構成等に依存し、同一のエンジン構成やグロープラグの取り付け構成であれば略一義的に決定されうる。したがって、例えば、車種毎に事前に実験をしたり分析あるいは計算を行うことにより、初回抵抗値を設定することも可能である。しかしながら、エンジン製造における個体差であったり、通電ハーネスの端子との接合の様態、電極板等とグロープラグとの接触抵抗等、エンジンへグロープラグを取り付けた後に実測により得られる合成抵抗値と事前に得られる合成抵抗値とが一致しないおそれもある。そこで、実際にグロープラグがエンジンに搭載された後、通常のエンジン駆動が行われる前にグロープラグの合成抵抗値を取得・記憶しておき、これを基準に断線を判断することにより、グロープラグの断線を個々のエンジンに適した状態で判断できるようになる。

実測して記憶する初回抵抗値について説明する。前述の如く、グロープラグへの通電状態はプリグロー通電や保温通電等、各種異なる状況が存在する。通電状況が異なるとは、すなわち温度を初めとするグロープラグの環境や状態が異なることを意味する。したがって、グロープラグの合成抵抗値を基準値である初回抵抗値と比較する際には、グロープラグの合成抵抗値の取得を初回抵抗値として記憶したときと同じ状況において行う必要がある。

ディーゼルエンジンが搭載される車両を例に説明する。車両は製造ラインにて製造され、その工程において、所定の数（例えば４本）のグロープラグがエンジンに取り付けられる。グロープラグには電極板などの共通給電部品が接続され、それぞれのグロープラグは電気的に並列に接続される。また、グロープラグの通電制御装置は、例えばエンジンルームに取り付けられ、バッテリと接続されてグロープラグへの通電が可能となる導通経路が形成される。

こうした工程を経て製造された車両は、出荷のために所定の駐車場へ自走にて運ばれる。この際、エンジンを始動すべくグロープラグへの予熱（プリグロー通電）が行われる。プリグロー通電は、例えば１０００℃への到達時間が２秒程度の短時間で行われ、その後、キースイッチがスタート位置とされるとエンジンはクランキングを開始する。なお、プリグロー通電の完了後、すぐにキースイッチがスタート位置とされない場合には、その後、すぐにクランキングが開始できるよう、所定時間の間、グロープラグが高温の状態を維持できるよう保温通電が行われる。

クランキングによりエンジンが始動すると、エンジン始動直後の燃焼改善や燃料を効率よく燃焼して排気ガスを浄化すべく、所定時間の間、グロープラグへ通電が行われ発熱が維持される（アフターグロー通電）。車両が所定の場所（駐車場）へ運ばれると、キースイッチをオフにしてエンジンは停止される。このとき、所定の時間が経過していればアフターグロー通電は既に完了しており、アフターグロー通電の最中であっても、エンジンの停止とともにアフターグロー通電は中断される。一例ではあるが、グロープラグへの初回の通電は上記一連の過程を辿る。

こうした過程の中で初回抵抗値の取得が行われる。取得における望ましいタイミングを例示すると、プリグロー通電の完了時点、保温通電が所定時間（例えば５秒）以上経過した時点、クランキングが開始される直前の時点、アフターグロー通電の最中、あるいは車両停止後等である。
これらのタイミングは、それぞれの状況に応じた制御によりグロープラグへ供給される電力や、それによるグロープラグの発熱温度が比較的に安定した状態である共通点を有する。本構成では、初回抵抗値を基準にグロープラグの断線判断を行うため、初回抵抗値はできるだけ揺動の少ない安定した値であることが好ましいと考えられる。

アフターグロー通電の最中はエンジンが駆動している状況であるため、燃焼室内は燃料の噴射や吸排気、燃焼ガスの爆発等、環境が不安定となりがちであるため、これらの状態を監視しつつ初回抵抗値を取得するのに適した状況を選択した上で、当該初回抵抗値を取得することが望ましい。一方、その他時点においては、基本的には車両やエンジンが停止している。したがって、グロープラグを取り巻く環境は比較的に安定しており、外乱の少ない状況であると言える。すなわち、同じ環境を再現しやすい状況である。何れの状況であってもよいが、初回抵抗値を取得する際は、どのような状況で取得した初回抵抗値であるかを区別しつつ記憶する（例えば、ＲＦ１，ＲＦ２，ＲＦ３，…）。

グロープラグの断線の判断を行う際は、判断時に取得する（現在の）グロープラグの合成抵抗値と前記初回抵抗値との比較を行う。この比較は、単純に両者の大小を比較してもよいし、両者の差分を算出し、当該差分を判断の指針としてもよい。ただし、この比較は、比較に用いる現在の合成抵抗値を取得した状況が、比較の基準である初回抵抗値を取得したときと同じ通電状況であることを前提に行う。すなわち、基準とする初回抵抗値が初回のプリグロー通電の完了時に取得したものであるならば、現在の合成抵抗値もプリグロー通電の完了時で取得した値を用いる。同様に、クランキングの開始直前で取得した初回抵抗値を基準とするならば、比較する現在の合成抵抗値もクランキングの開始直前で得た値を利用する、という具合である。

このように、比較する際の状況、つまり通電状態が同じであるから、外乱に伴うグロープラグの合成抵抗値のばらつきを殆ど含まず、グロープラグのみの抵抗値の比較が容易に行える。前述の如く、通電制御装置がグロープラグ接続部から取得するグロープラグの合成抵抗値には種々の変動や誤差成分を含まれるが、本構成によれば、少なくとも個体差やハーネス抵抗値等による変動分を相殺してグロープラグの断線を判断することが可能である。前記変動や誤差成分は前述の如く決して小さいものではないから、前述の構成では多数の（４気筒の場合では３本以上の）グロープラグに断線を生じたときにしか当該断線を判断できないおそれがあるが、本構成によれば、それよりも少ない数の断線発生本数であっても、当該断線を判断することが可能となり、より精度の高い検出を行うことが可能である。

構成６．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
前記記憶部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記初回抵抗値を設定し、
前記抵抗値取得部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得ることを特徴とする。

上記構成６によれば、グロープラグの温度が安定した状態において初回抵抗値を設定すると共にグロープラグの合成抵抗値を得るため、グロープラグの断線の有無を精度良く判断することができる。

構成７．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
前記通電状態判別部がアフターグロー通電であると判別された場合、
前記記憶部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記初回抵抗値を設定し、
前記抵抗値取得部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得ることを特徴とする。

アフターグロー通電中はエンジンが駆動中であるため、エンジンの運転条件の変化に応じてグロープラグを取り巻く環境条件が連続的に且つ著しく変化することがあり、エンジンの運転条件の変化時にグロープラグの断線の有無を正確に判断することは困難である。そこで、上記構成７のように、アフターグロー通電中においてグロープラグの断線の有無を判断する際、グロープラグを取り巻く環境条件が比較的安定しているエンジンのアイドル状態のときに初回抵抗値を設定すると共にグロープラグの合成抵抗値を得るようにすれば、アフターグロー通電中であってもグロープラグの断線の有無を精度良く判断することができる。

構成８．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
前記記憶部は、複数の異なる通電状態に応じた複数の前記初回抵抗値を設定し、
前記断線検知部は、各通電状態において得られた前記合成抵抗値と前記初回抵抗値との各比較結果に基づき、前記グロープラグの断線の有無を判断することを特徴とする。

上記構成８によれば、複数の異なる通電状態（例えば、プリグロー通電時及びアフターグロー通電時）において得られた合成抵抗値と初回抵抗値との各比較結果に基づき、グロープラグの断線の有無を判断するため、グロープラグの断線の有無をより精度良く判断することができる。

構成９．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
前記断線検知部は、前記グロープラグへの通電の状態がアフターグロー通電であるときに前記グロープラグに断線が生じたと判断すると、次回の前記エンジンの始動の際、前記グロープラグへの通電の状態がプリグロー通電又は保温通電のうちの少なくとも一方のときに前記グロープラグの断線の有無を判断して、その判断結果に基づき前記グロープラグの断線の有無を最終決定することを特徴とする。

アフターグロー通電中はグロープラグの周囲の環境は安定しづらく、結果としてその際の断線判断結果の精度は他の通電状態に比較して信頼性が低くなる傾向がある。一方、プリグロー通電時や保温通電時はグロープラグ周囲の外乱が少ないために、断線判断結果の精度は比較的高い。そこで、上記構成９のように、アフターグロー通電であるときにグロープラグに断線が生じたと断線検知部が判断すると、次回のエンジンの始動の際、グロープラグへの通電の状態としてプリグロー通電又は保温通電のうちの少なくとも一方を実行し、そのときにグロープラグの断線の有無を判断して、その判断結果に基づきグロープラグの断線の有無を最終決定することにより、グロープラグの断線の有無をより一層精度良く判断することができる。

上記によれば、従来困難であった、複数のグロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグの通電制御装置において、接続されたグロープラグの断線を検知することが可能となる。

（ａ）は、本実施形態のグロープラグの一部破断正面図であり、（ｂ）は、 グロープラグ先端部の部分拡大断面図である。 本実施形態のグロープラグの通電制御装置に関し、その構成の概要を示すブロッ ク図である。 本実施例１のグロープラグの断線判断に関する処理を説明するフローチャートで ある。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。まず、本発明のグロープラグの通電制御装置３０によって通電制御されるグロープラグ１の構成について説明する。図１（ａ）は、グロープラグの一例を示す一部破断正面図であり、図１（ｂ）はグロープラグ先端部の断面図である。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、グロープラグ１は、筒状の主体金具２と、主体金具２に装着されたシースヒータ３とを備えている。

主体金具２は、軸線ＣＬ１方向に貫通する軸孔４を有するとともに、その外周面には、ディーゼルエンジンへの取付用のねじ部５と、トルクレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部６とが形成されている。

シースヒータ３は、チューブ７と中軸８とが軸線ＣＬ１方向に一体化されて構成されている。

チューブ７は、鉄（Ｆｅ）又はニッケル（Ｎｉ）を主成分とする先端部が閉じた筒状チューブであり、前記チューブ７の後端は、中軸８との間で環状ゴム１７により封止されている。

加えて、前記チューブ７の内側には、チューブ７先端に接合される発熱コイル９と、当該発熱コイル９の後端に直列接続された制御コイル１０とが酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末等の絶縁粉末１１とともに封入されている。但し、発熱コイル９は、その先端においてチューブ７と導通しているが、発熱コイル９及び制御コイル１０の外周面とチューブ７の内周面とは、絶縁粉末１１の介在により絶縁された状態となっている。

前記発熱コイル９は、例えば、Ｆｅ−クロム（Ｃｒ）−アルミニウム（Ａｌ）系合金からなる抵抗発熱線により構成されている。一方で、制御コイル１０は、発熱コイル９の材質よりも電気比抵抗の温度係数が大きい材質、例えばコバルト（Ｃｏ）−Ｎｉ−Ｆｅ系合金等に代表されるＣｏ又はＮｉを主成分とする抵抗発熱線により構成されている。これにより、制御コイル１０は、自身の発熱及び発熱コイル９からの発熱を受けることにより電気抵抗値を増大させ、発熱コイル９に対する電力供給量を制御する（いわゆる自己制御機能）。従って、通電初期においては発熱コイル９に比較的大きな電力供給がなされ、発熱コイル９の温度は急速に上昇する。すると、その発熱により制御コイル１０が加熱されて電気抵抗値が増大し、発熱コイル９への電力供給が減少する。これにより、シースヒータ３の昇温特性は、通電初期に急速昇温した後、以降は制御コイル１０の働きにより電力供給が抑制されて温度が飽和する形となる。つまり、制御コイル１０の存在により、急速昇温性を高めつつ発熱コイル９の温度の過昇（オーバーシュート）も生じにくくすることができるようになっている。なお、グロープラグとしては上記自己制御機能を有するグロープラグである必要はなく、制御コイル１０の材料として例えば純ＮｉやＮｉに微量のイットリウム（Ｙ）が添加された材料などの上記材料よりも温度係数の小さい材料も適宜選択しても何ら問題はない。

加えて、チューブ７には、スウェージング加工等によって、その先端部に発熱コイル９等を収容する小径部７ａが形成されるとともに、その後端側において小径部７ａよりも径の大きい大径部７ｂが形成されている。そして、この大径部７ｂが、主体金具２の軸孔４に形成された小径部４ａに対し圧入接合されることにより、チューブ７が主体金具２の先端より突出した状態で保持される。

中軸８は、自身の先端がチューブ７内に挿入され、前記制御コイル１０の後端と電気的に接続されるとともに、主体金具２の軸孔４に挿通されている。中軸８の後端は主体金具２の後端から突出しており、この主体金具２の後端部において、ゴム製等のＯリング１２、樹脂製等の絶縁ブッシュ１３、絶縁ブッシュ１３の脱落を防止するための押さえリング１４、及び、通電用のケーブル接続用のナット１５が先端側からこの順序で中軸８に嵌め込まれた構造となっている。

次に、本発明の特徴であるグロープラグ１の通電を制御するための通電制御装置３０について、図２を用いて説明する。なお、グロープラグ１は、内燃機関（図示せず）に組み付けられており、アース（グランド）に対して電気的に接続されている。また通電制御装置３０は、図示しない外部の車両制御装置（ＥＣＵ）等から通電信号を受け取り、グロープラグ１に対する通電の制御を行うものである。

通電制御装置３０は、バッテリやオルタネータなどからなる電源装置４４から供給される電力によって動作するものであり、ＣＰＵ３２やＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４等を有するマイクロコンピュータ３１を備えている。また、複数のグロープラグ１と接続するグロープラグ接続部としての出力端子Ａを備える。複数のグロープラグ１はこの出力端子Ａに通電ハーネスや電極板などの導通経路４０を介して接続される。

電源装置４４から通電制御装置３０介して複数のグロープラグ１へと供給される電力は、複数のグロープラグ１への実効電圧を制御するスイッチング部３６、グロープラグ１への供給電流量（電流値）を取得する電流取得部３７、及び出力端子Ａの電圧（出力電圧）を取得する電圧取得部３８を経由している。

各部の構成について説明する。
スイッチング部３６は、前記マイクロコンピュータ３１からの通電信号を受け取り、この通電信号に基づいて電源装置４４からグロープラグ１に供給される電力の実効電圧を制御している。図示しないが、当該スイッチング部３６は、通電のオン−オフを行うＦＥＴ（電界効果トランジスタ）や、このＦＥＴを前記通電信号に基づいて駆動するための、複数の抵抗とトランジスタ等から構成されるドライバ回路を有してなる。

電流取得部３７は、例えば、スイッチング部３６及び出力端子Ａ間に設けられたシャント抵抗Ｂを有し、当該シャント抵抗Ｂを流れる電流を測定することによりグロープラグ１への供給電流値を取得する。なお、電流取得部３７として、スイッチング部３６を構成するＦＥＴに電流検知機能を有するものを採用することとしてもよい。

また、電圧取得部３８は、グロープラグ１への印加電圧、すなわちグロープラグ接続部Ａにおける電圧を取得する。電圧取得部３８として、図示しない分圧抵抗を設けることとしてもよい。なお、前記電流値や電圧値を取得する際にはマイクロコンピュータ３１が備える、あるいは別途設ける図示外のＡ／Ｄコンバータを用いている。

さらに、通電制御装置３０は通電状態判別部３５を有している。本実施形態では通電状態判別部３５もマイクロコンピュータ３１の一機能として実現されている。しがたって、通電制御装置３０は図示しないＥＣＵから受け取る通電信号に基づきグロープラグ１への通電を制御するとともに、通電状態判別部３５は当該通電がプリグロー通電であることやアフターグロー通電であることを判断したり、また、エンジンの回転数情報、冷却水の温度情報等をも受け取ることで、エンジンの状態が安定した状態であるか等の判別も可能となるようになっている。

ついで、通電制御装置３０が制御するグロープラグ１への通電制御について説明する。グロープラグ１への通電制御方法（実効電圧の制御方法）自体は公知の手法と同じであり、その説明は簡略する。すなわち、ＥＣＵ等から通電信号を受け取ると、マイクロコンピュータ３１はスイッチング部３６に対してオン−オフを切り替える信号を出力し、グロープラグ１への電力の供給を、ＰＷＭ制御を用いたデューティ制御する。

本発明の通電制御装置３０は、グロープラグ１への通電制御とともにグロープラグ１が断線したか否かの検知を同時に行っている。以降、断線検知の方法について図３を用い詳述する。

本発明における断線検知はグロープラグ１の発熱のための電力供給状態を参照して行うものの、当該電力供給とは独立して行われる。
ディーゼルエンジンの始動に際し、図示しないキースイッチがオフ位置からオン位置へとされると、通電制御装置３０へ電力が供給され当該装置のシステムが起動する（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１と併せて必要なイニシャライズ処理を行うこととしてもよい。システムが起動すると、通電制御装置３０はＥＣＵからの指示（通電信号）に従って動作する。エンジンが冷却状態にあれば、エンジンの始動に向けてＥＣＵは通電制御装置３０に対して通電信号を出力する。この通電信号を受け取ったマイクロコンピュータ３１は、エンジンの始動に向けグロープラグ１が急速に昇温可能なようにスイッチング部３６のオン、オフを制御する。一般には、ディーティ比１００％にてグロープラグ１を加熱するプリグロー通電が行われる。

一方、断線検知においては、ステップＳ２において車両の状態を取得する。本実施例ではエンジンは始動前の状態であり、すなわちエンジンが停止していることを通電制御装置３０は車両情報として取得する。

ついで、通電制御装置３０はグロープラグ１へ印加される電力の電圧値及び電流値を取得する。当該電圧値の取得は図２に示す電圧取得部３８から、電流値の取得は電流取得部３７からそれぞれ取得する（ステップＳ３）。

さらに、通電制御装置３０は、グロープラグ１への通電状態を判別する（ステップＳ４）。ここではプリグロー通電が行われているので、通電制御装置３０はプリグロー通電中の断線判断を行うべくプリグロー通電中の処理を行う（ステップＳ５へ）。

ステップＳ５ではプリグロー通電が完了したか否かの判断が行われる。プリグロー通電はキースイッチがオフ位置に戻されるか、エンジンの始動に適した温度に達するまで行われる。したがって、キースイッチはオン位置であるがグロープラグ１の温度が十分に上昇していない場合は、ステップＳ５；Ｎｏとしてプリグロー通電の完了までステップＳ２〜Ｓ５をループする（待機する）。一方、グロープラグ１の温度が十分に上昇してプリグロー通電が完了すると、ステップＳ５；ＹｅｓとしてステップＳ６へ進む。

ステップＳ６ではプリグロー通電完了時におけるグロープラグ１の断線判断が行われる。プリグロー通電完了時の断線の判断はプリグロー通電完了時の閾値と現在の複数のグロープラグ１の合成抵抗値との比較により行われる。なお、ここでの合成抵抗値は、前述の電圧取得部３８と電流取得部３７とで取得された電圧値及び電流値に基づき算出して得られた値である。閾値の設定と比較については後述する。

次に保温通電時における断線判断について述べる。エンジンは、プリグロー通電による予熱が完了すると、スターターモーターによってクランキングが行われ、始動される。プリグロー通電が完了した後に直ちにクランキングが行われる場合には、グロープラグ１の発熱はアフターグロー通電へと移行する。しかしながら、プリグロー通電の完了後、所定の期間、クランキングが行われないことがある。この場合には、グロープラグ１の通電状態はクランキングが開始されたときにエンジンを始動できる程度の温度を維持する保温通電へと移行される。すなわち、ステップＳ４にて保温通電と判断されるとステップＳ７へ進み、保温通電時における断線判断処理がなされる。

ステップＳ７では、まず保温通電が完了したか否かの判断が行われる。保温通電は、前述の通りキースイッチがオン位置とされた後にクランキングが開始されない（すなわち、キースイッチがスタート位置とされない）場合に、プリグロー通電の完了時の発熱温度を維持する通電である。したがって、長時間の保温通電はグロープラグの寿命を短くすることになりかねない。したがって、エンジンや車両によって異なるが、例えば３０秒の保温通電を行ってもクランキングが始まらないときには、当該保温通電を終了し、キーオフ同等の停車状態へと移行する制御がなされている。このような制御により、保温通電が完了したか否かの判断がステップＳ７では行われる。ここで、ステップＳ７；Ｎｏと判断されると、すなわち、クランキングが開始されるのを待機している状態であると判断されると、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８ではクランキングが開始されたか否かが判断される。クランキングが開始される（ステップＳ８；Ｙｅｓ）と、エンジンは回転を始め、燃料が噴射されたり吸排気が開始されたりと、グロープラグ１の周囲の環境は変化することとなる。したがって、グロープラグ１にとっては外乱の大きい状態となり、このような状態では正確に断線を判断することは困難となる。しかしながら、クランキングと同時や直後（望ましくはクランキングの直前）であれば、外乱が生じ始めたとしてもグロープラグ１の温度に与える影響は僅少であり（あるいは影響が無く）、断線の判断を行うことが可能である。一方、クランキングが開始されなければ（ステップＳ８；Ｎｏ）、継続してクランキングが開始されることを待機することとなる。

ステップＳ８にてＹｅｓ、すなわち、クランキングが開始されたことを機として断線の判断を行うにあたり、更に判定がなされる。すなわち、ステップＳ９において保温通電が所定の期間（例えば５秒）行われたか否かが判断される。プリグロー通電の完了後は即座に保温通電へと移行するが、移行した直後（本例では５秒以内）はプリグロー通電による影響があり、グロープラグ１の状態は安定しているとは言い難い。そのような環境下では正確な断線判断を行うことが困難であるから、所定の期間の経過がある場合にステップＳ９；ＹｅｓとしてステップＳ１０へ進み、グロープラグの断線判断を行うのである。一方、当該所定の期間の経過が無いと判断される（ステップＳ９；Ｎｏ）と、保温通電時における断線判断の機会は失われたと判断される。図３のフローチャートには図示しないが、例えば、保温通電時の断線判断ができなかったことを示すフラグを立て、その後はアフターグロー通電中に断線の判断を行うような処理とすることもできる。もっとも、プリグロー通電中における断線判断や後述するアフターグロー通電時における断線判断等の結果も踏まえて、グロープラグの断線の最終判断を下すような処理を行うときは、当該フラグの内容についても適宜設定すればよいことは言うまでも無い。

また、前述のステップＳ７にて保温通電が完了したと判断され停車状態へと移行する際にも、ステップＳ１０にて保温通電完了時における断線判断が行われる。このとき、グロープラグ１の環境は最も安定した状態と言い得る。燃料噴射や吸排気等の外乱が存在せず、且つ、十分な時間の通電が行われているため、グロープラグ１の温度（抵抗値）が飽和しているためである。

アフターグロー通電時における断線判断について説明するにあたり、アフターグロー通電について述べる。アフターグロー通電はエンジンが始動した後に行われる通電である。このため、プリグロー通電や保温通電とは異なり、エンジンが駆動する以上は比較的にその機会（アフターグロー通電が行われること）を得やすい。プリグロー通電時や保温通電時に運転者が急いでクランキングを行うと、それらの処理がスキップされるためである。その一方で、エンジンは既に駆動を始めており、外乱は比較的に大きい状態である。このため、他の２つの通電状態よりも正確な判断を行いにくいという難点があるため、アフターグロー通電時における断線判断のみによらず、他の通電時の判断と複合的・総合的に判断することが望ましい。

次に、エンジンが始動した後で、且つアフターグロー通電が行われているときにおける断線判断について説明する。アフターグロー通電に移行した後に断線を判断する際は、まず、グロープラグ１の温度が飽和しているか否かが判断される（ステップＳ１１）。グロープラグ１が飽和状態にないときはグロープラグの合成抵抗値が安定していないため、閾値との判断が困難であるためである。また、精度の高い断線の判断を行うために、エンジンが安定した状態にあるかどうかが判断される（ステップＳ１２）。エンジンにおける燃料噴射量や流入空気量、エンジン負荷等により、グロープラグ１を取り巻く環境条件が連続的に、著しく変化する。これらの影響を受けると断線判断を正確に行うことが困難である。そこで、断線を判断するのに適した運転状態であるか否かを判断する。一例としては、エンジンがアイドル状態にあるかどうかを判断基準とする。

ステップＳ１１，ステップＳ１２のそれぞれで断線を判断可能であると判定される（ステップＳ１１；Ｙｅｓ，ステップＳ１２；Ｙｅｓ）と、ステップＳ１３にてアフターグロー通電中における断線判断が行われる。閾値の設定と比較については後述する。

ここで、上記断線判断における各通電状態で使用する閾値について説明する。
プリグロー通電完了時における断線判断の閾値の設定は、グロープラグの抵抗値が未飽和であるが、抵抗値が上昇している事を考慮してグロープラグ合成抵抗値の閾値を決定する。前述のステップＳ６ではこの閾値との比較がなされる。
アフターグロー通電時ではグロープラグの抵抗値が飽和している事を考慮し、飽和抵抗値を使ってグロープラグ合成抵抗値の閾値を決定する。前述のステップＳ１３ではこの閾値との比較がなされる。
さらに保温通電中では、グロープラグ抵抗値がプリグロー通電完了時よりは高いものの飽和に至っていないため、断線判断の閾値はプリグロー通電時の閾値より高くアフターグロー通電時の閾値より低い値に設定することが好ましい。すなわち、保温通電中における断線判断で用いる閾値は、プリグロー通電時の閾値とアフターグロー通電時の閾値との中間程度の値に設定している。

上記閾値を設定し、それぞれの通電状態において断線判断を行う。最終的に断線と判断しＥＣＵ等へ断線を報知するに際し、いずれかの状態で断線と判断するや直ぐに報知するものとしてもよい。また、断線と判断した回数（断線カウント）をカウントし、そのカウントの累計が所定カウント数に達してから報知するものとしてもよい。あるいは、いずれの通電状態でも断線と判断した場合に、初めて報知するものとしてもよい。

以上説明した本発明によれば、複数のグロープラグが電気的に並列に通電制御装置に接続されたものであっても、そのグロープラグの断線を判断することが可能である。
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

（ａ）例えば、上述した実施例１では各通電状態の断線判断について閾値に絶対値を設定し、それとグロープラグの合成抵抗値とを比較することで断線の有無を判断した。しかしながら、初回通電時に取得するグロープラグの合成抵抗値の初回抵抗値を閾値とし、それと断線判断時のグロープラグの合成抵抗値との比較を行うことにより断線を判断することとしてもよい。この場合、例えば、製造ラインにて完成した車両を移動させる際に自走するときなどの通常のエンジン駆動が行われる前にグロープラグの合成抵抗値（初回抵抗値）を閾値として取得・記憶しておき、上述した実施例１と同様に、各通電状態において初回抵抗値を基準にグロープラグの断線を判断する。

（ｂ）また、実施例１の絶対値による判断手法と、上記（ａ）の初期値による判断手法とを並行して同時に行うこととしてもよい。双方の判断手法を同時に行うことにより、例えば、通常のときにはマイクロコンピュータへの処理負荷が小さい判断手法を選択的に行い、精度の高い断線判断を必要とするときには当該処理へ移行あるいは当該処理をコールするなど、より状況に適した断線判断を行うことができる。

（ｃ）さらに、各通電状態における断線判断の結果に関し、それぞれに重みを付けて複合的に断線を判断することとしてもよい。例えば、前述の通り、アフターグロー通電の最中はグロープラグ１の周囲の環境は安定しづらく、結果として、その際の断線判断の結果の精度は他の通電状態に比較して信頼性が低くなる傾向がある。

一方、プリグロー通電の完了時や保温通電中における断線判断は外乱が少ないために、その判断結果の精度は比較的高い。しかしながら、運転者がプリグロー通電の完了を待たずにクランキングを開始してしまうなど、これらの精度の高い断線判断が行われる機会はアフターグロー通電中の断線判断機会に比べて失われやすい。そこで、通常時は判断機会の得やすいアフターグロー通電中における断線判断を行いつつ、ここで断線を判断した際には、次回のエンジン始動の際に強制的にプリグロー通電中及び保温通電中に断線判断を行うよう、クランキングの開始を遅らせる信号をＥＣＵへ出力するなどの処理を行う。これにより、より好適に断線を検知することも可能となる。

（ｄ）また、例えば、プリグロー通電完了時に断線と判断された場合は断線カウントを「１」とし、アフターグロー通電中に断線と判断された場合は断線カウントを「０．２」とするように各通電状態における断線判断結果に重み付けを行い、その上で、断線カウントの累計が１以上になった場合にグロープラグに断線が生じたと判断しても良い。これにより、高い精度で断線を検知することが可能となる。

（ｅ）前述のアフターグロー通電時における説明にて述べたが、グロープラグの合成抵抗値を得るにあたっては、グロープラグの抵抗値が飽和していることが望ましい。したがって、飽和抵抗値に基づいて断線の判断が行えたときには、他の通電状態における断線判断よりも優先的に、その判断を採用するものとしてもよい。もちろん、両判断を複合的・総合的に判断するものとしてもよい。

（ｆ）上記実施例では断線を判断するグロープラグとして、コイル形状の発熱部をなす、いわゆるメタルグロープラグを用いているが、対象となるグロープラグの形態はこれに限定されるものではなく、いわゆるセラミックグロープラグを用いても何ら支障はない。もちろん、その本数も上記実施例の４本（４気筒）に限られることはなく、６気筒や８気筒などのエンジン及びそれに搭載されるグロープラグに対する断線判断を行うものとしてもよい。このように、断線を判断する対象のグロープラグの種類や本数が上記実施例と異なる場合は、その閾値の設定をそれぞれの形態に適した値とすれば、本発明を好適に適用することができる。

１…グロープラグ、３０…通電制御装置、３１…マイクロコンピュータ、３５…（故障）判別部、３７…電流取得部、３８…電圧取得部、４０…導通経路、４４…電源装置

構成１．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
エンジンに搭載されたグロープラグへの電力の供給元である電源装置と前記グロープラグとの間に配置され、前記グロープラグへの通電を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
複数のグロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグ接続部と、
前記電源装置の供給電圧と、前記グロープラグ接続部の出力電圧とのうち少なくとも一方を取得する電圧取得部と、
前記グロープラグ接続部から前記グロープラグへ出力される電流値を取得する電流取得部と、
前記グロープラグへの通電の状態を判別する通電状態判別部と、
前記通電状態判別部の判別状態に基づき、断線を判断する閾値を設定する閾値設定部と、
前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得る抵抗値取得部と、
前記閾値を設定した際の通電状態時に得られた前記合成抵抗値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記グロープラグの断線の有無を判断する断線検知部とを備え、
前記通電状態判別部がアフターグロー通電であると判別された場合、
前記閾値設定部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記閾値を設定し、
前記抵抗値取得部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得ることを特徴とする。

構成２．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
エンジンに搭載されたグロープラグへの電力の供給元である電源装置と前記グロープラグとの間に配置され、前記グロープラグへの通電を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
複数のグロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグ接続部と、
前記電源装置の供給電圧と、前記グロープラグ接続部の出力電圧とのうち少なくとも一方を取得する電圧取得部と、
前記グロープラグ接続部から前記グロープラグへ出力される電流値を取得する電流取得部と、
前記グロープラグへの通電の状態を判別する通電状態判別部と、
前記通電状態判別部の判別状態に基づき、断線を判断する閾値を設定する閾値設定部と、
前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得る抵抗値取得部と、
前記閾値を設定した際の通電状態時に得られた前記合成抵抗値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記グロープラグの断線の有無を判断する断線検知部とを備え、
前記断線検知部は、前記グロープラグへの通電の状態がアフターグロー通電であるときに前記グロープラグに断線が生じたと判断すると、次回の前記エンジンの始動の際、前記グロープラグへの通電の状態がプリグロー通電又は保温通電のうちの少なくとも一方のときに前記グロープラグの断線の有無を判断して、その判断結果に基づき前記グロープラグの断線の有無を最終決定することを特徴とする。

グロープラグは、搭載されるエンジン毎にその仕様や品番が特定されている。したがって、用いられるグロープラグが特定されることで、通電制御装置のグロープラグ接続部に接続されるグロープラグの合成抵抗値は算出可能であり既知である。また、グロープラグは多気筒のエンジンに電気的に並列に接続されているため、グロープラグに断線が生じれば合成抵抗値は上昇する。したがって、この合成抵抗値と所定の閾値とを比較し、当該合成抵抗値が閾値を超えることがあれば、複数のグロープラグのうちのいずれかに断線
が生じていることが判断できる。
前記閾値の設定及び断線を判断するタイミングが重要である。前述の如くグロープラグは品番により抵抗値等の仕様が特定されているものの、工業製品である以上はある程度のばらつき（公差）を有している。したがって、仕様書等で特定されるグロープラグの抵抗値（抵抗値の中心値）から単純に閾値を設定するだけでは現実に即しておらず、正しい断線検知を行うことは困難である。

それでもなお、正確に断線を判断できない事態が生じ得る、例えば４気筒エンジンを想定すると、１本のグロープラグに断線が生じた場合、グロープラグのみの合成抵抗値は１．３倍、２本に断線が生じていれば２倍となる。しかしながら、品番にもよるが、グロープラグの抵抗値は、冷間時で例えば２５０ｍΩ程度であり、ディーゼルエンジンでの使用の最中における飽和温度で例えば６００ｍΩ程度である。その一方で、前述のハーネス抵抗値は、やはりエンジンの種類や構成等に依存するが、一般には１０ｍΩ〜５０ｍΩ程度である。すると、前述のばらつきやエンジンの運転状態、グロープラグの通電状態によっては、ハーネス抵抗値に対するグロープラグのみの合成抵抗値の変動が過小であり、グロープラグ１本の断線を検知できるような適切な閾値を設定することが難しい。そのような場合には、エミッションやドライバビリティに影響を与えない程度の複数本のグロープラグが断線したことを想定して閾値を設定することで、「多数のグロープラグに断線が生じたこと」は少なくとも判断することが可能となる。例えば、３気筒では２本に、４気筒では３本に、６気筒では４本に断線が生じた際などである。なお、特に６気筒を含みこれより気筒数の多いディーゼルエンジンでは、３本ずつに分割する等、分けられた通電経路が構成されうる。その際には、分けられた通電経路に並列に接続されたグロープラグを前記搭載本数と見なして上記断線判断を行うことが可能である。
アフターグロー通電中は、エンジンが駆動中であるために、エンジンの運転条件の変化に応じてグロープラグを取り巻く環境条件が連続的に且つ著しく変化することがあり、エンジンの運転条件の変化時にグロープラグの断線の有無を正確に判断することは困難である。そこで、上記構成１のように、アフターグロー通電中においてグロープラグの断線の有無を判断する際、グロープラグを取り巻く環境条件が比較的安定しているエンジンのアイドル状態のときに閾値を設定すると共にグロープラグの合成抵抗値を得るようにすれば、アフターグロー通電中であってもグロープラグの断線の有無を精度良
く判断することができる。
アフターグロー通電中はグロープラグの周囲の環境は安定しづらく、結果としてその際の断線判断結果の精度は他の通電状態に比較して信頼性が低くなる傾向がある。一方、プリグロー通電時や保温通電時はグロープラグ周囲の外乱が少ないために、断線判断結果の精度は比較的高い。そこで、上記構成２のように、アフターグロー通電であるときにグロープラグに断線が生じたと断線検知部が判断すると、次回のエンジンの始動の際、グロープラグへの通電の状態としてプリグロー通電又は保温通電のうちの少なくとも一方を実行し、そのときにグロープラグの断線の有無を判断して、その判断結果に基づきグロープラグの断線の有無を最終決定することにより、グロープラグの断線の有無をより一層精度良く判断することができる。

構成３．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
前記閾値設定部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記閾値を設定し、
前記抵抗値取得部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得ることを特徴とする。

上記構成３によれば、グロープラグの温度が安定した状態において閾値を設定すると共にグロープラグの合成抵抗値を得るため、グロープラグの断線の有無を精度良く判断することができる。

構成５．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
エンジンに搭載されたグロープラグへの電力の供給元である電源装置と前記グロープラグとの間に配置され、前記グロープラグへの通電を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
複数の前記グロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグ接続部と、
前記電源装置の供給電圧と、前記グロープラグ接続部の出力電圧とのうち少なくとも一方を取得する電圧取得部と、
前記グロープラグ接続部から前記グロープラグへ出力される電流値を取得する電流取得部と、
前記グロープラグへの通電の状態を判別する通電状態判別部と、
前記グロープラグへの通電の初回に、前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得て、初回抵抗値として記憶する記憶部と、
前記グロープラグの断線判断時に、前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得る抵抗値取得部と、
前記初回抵抗値を取得した際と同じ通電状態時に得られた前記合成抵抗値と前記初回抵抗値との比較結果に基づいて、前記グロープラグの断線の有無を判断する断線検知部とを備え、
前記通電状態判別部がアフターグロー通電であると判別された場合、
前記記憶部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記初回抵抗値を設定し、
前記抵抗値取得部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得ることを特徴とする。

構成６．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
エンジンに搭載されたグロープラグへの電力の供給元である電源装置と前記グロープラグとの間に配置され、前記グロープラグへの通電を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
複数の前記グロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグ接続部と、
前記電源装置の供給電圧と、前記グロープラグ接続部の出力電圧とのうち少なくとも一方を取得する電圧取得部と、
前記グロープラグ接続部から前記グロープラグへ出力される電流値を取得する電流取得部と、
前記グロープラグへの通電の状態を判別する通電状態判別部と、
前記グロープラグへの通電の初回に、前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得て、初回抵抗値として記憶する記憶部と、
前記グロープラグの断線判断時に、前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得る抵抗値取得部と、
前記初回抵抗値を取得した際と同じ通電状態時に得られた前記合成抵抗値と前記初回抵抗値との比較結果に基づいて、前記グロープラグの断線の有無を判断する断線検知部とを備え、
前記断線検知部は、前記グロープラグへの通電の状態がアフターグロー通電であるときに前記グロープラグに断線が生じたと判断すると、次回の前記エンジンの始動の際、前記グロープラグへの通電の状態がプリグロー通電又は保温通電のうちの少なくとも一方のときに前記グロープラグの断線の有無を判断して、その判断結果に基づき前記グロープラグの断線の有無を最終決定することを特徴とするグロープラグの通電制御装置。

本構成５、６では、ディーゼルエンジンに搭載されたグロープラグへの初回の通電時に取得するグロープラグの合成抵抗値を基準に、グロープラグの断線を判断する手法である。なお、この初回とは、例えば、製造ラインにて完成した車両を移動させる際に自走するときのものとしてもよいし、他方、製造者であるメーカや販売者であるディーラが任意に初回を設定するものとしてもよい。すなわち、初回抵抗値はリセットして再取得することが可能である。したがって、グロープラグを交換した直後には、リセットを行い、再度初回抵抗値を設定することが可能である。
前述の如く、ハーネス抵抗値はエンジンの種類や構成等に依存し、同一のエンジン構成やグロープラグの取り付け構成であれば略一義的に決定されうる。したがって、例えば、車種毎に事前に実験をしたり分析あるいは計算を行うことにより、初回抵抗値を設定することも可能である。しかしながら、エンジン製造における個体差であったり、通電ハーネスの端子との接合の様態、電極板等とグロープラグとの接触抵抗等、エンジンへグロープラグを取り付けた後に実測により得られる合成抵抗値と事前に得られる合成抵抗値とが一致しないおそれもある。そこで、実際にグロープラグがエンジンに搭載された後、通常のエンジン駆動が行われる前にグロープラグの合成抵抗値を取得・記憶しておき、これを基準に断線を判断することにより、グロープラグの断線を個々のエンジンに適した状態で判断できるようになる。

このように、比較する際の状況、つまり通電状態が同じであるから、外乱に伴うグロープラグの合成抵抗値のばらつきを殆ど含まず、グロープラグのみの抵抗値の比較が容易に行える。前述の如く、通電制御装置がグロープラグ接続部から取得するグロープラグの合成抵抗値には種々の変動や誤差成分を含まれるが、本構成によれば、少なくとも個体差やハーネス抵抗値等による変動分を相殺してグロープラグの断線を判断することが可能である。前記変動や誤差成分は前述の如く決して小さいものではないから、前述の構成では多数の（４気筒の場合では３本以上の）グロープラグに断線を生じたときにしか当該断線を判断できないおそれがあるが、本構成によれば、それよりも少ない数の断線発生本数であっても、当該断線を判断することが可能となり、より精度の高い検出を行うことが可能である。
アフターグロー通電中はエンジンが駆動中であるため、エンジンの運転条件の変化に応じてグロープラグを取り巻く環境条件が連続的に且つ著しく変化することがあり、エンジンの運転条件の変化時にグロープラグの断線の有無を正確に判断することは困難である。そこで、上記構成５のように、アフターグロー通電中においてグロープラグの断線の有無を判断する際、グロープラグを取り巻く環境条件が比較的安定しているエンジンのアイドル状態のときに初回抵抗値を設定すると共にグロープラグの合成抵抗値を得るようにすれば、アフターグロー通電中であってもグロープラグの断線の有無を精度良く判断することができる。
アフターグロー通電中はグロープラグの周囲の環境は安定しづらく、結果としてその際の断線判断結果の精度は他の通電状態に比較して信頼性が低くなる傾向がある。一方、プリグロー通電時や保温通電時はグロープラグ周囲の外乱が少ないために、断線判断結果の精度は比較的高い。そこで、上記構成６のように、アフターグロー通電であるときにグロープラグに断線が生じたと断線検知部が判断すると、次回のエンジンの始動の際、グロープラグへの通電の状態としてプリグロー通電又は保温通電のうちの少なくとも一方を実行し、そのときにグロープラグの断線の有無を判断して、その判断結果に基づきグロープラグの断線の有無を最終決定することにより、グロープラグの断線の有無をより一層精度良く判断することができる。

構成７．本構成のグロープラグの通電制御装置は、
前記記憶部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記初回抵抗値を設定し、
前記抵抗値取得部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得ることを特徴とする。

上記構成７によれば、グロープラグの温度が安定した状態において初回抵抗値を設定すると共にグロープラグの合成抵抗値を得るため、グロープラグの断線の有無を精度良く判断することができる。

Claims (9)

1. エンジンに搭載されたグロープラグへの電力の供給元である電源装置と前記グロープラグとの間に配置され、前記グロープラグへの通電を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
   複数のグロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグ接続部と、
   前記電源装置の供給電圧と、前記グロープラグ接続部の出力電圧のうち少なくとも一方を取得する電圧取得部と、
   前記グロープラグ接続部から前記グロープラグへ出力される電流値を取得する電流取得部と、
   前記グロープラグへの通電の状態を判別する通電状態判別部と、
   前記通電状態判別部の判別状態に基づき、断線を判断する閾値を設定する閾値設定部と、
   前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得る抵抗値取得部と、
   前記閾値を設定した際の通電状態時に得られた前記合成抵抗値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記グロープラグの断線の有無を判断する断線検知部とを備えることを特徴とするグロープラグの通電制御装置。
2. 前記閾値設定部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記閾値を設定し、
   前記抵抗値取得部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得る
   ことを特徴とする請求項１に記載のグロープラグの通電制御装置。
3. 前記通電状態判別部がアフターグロー通電であると判別された場合、
   前記閾値設定部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記閾値を設定し、
   前記抵抗値取得部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得る
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のグロープラグの通電制御装置。
4. 前記閾値設定部は、複数の異なる通電状態に応じた複数の前記閾値を設定し、
   前記断線検知部は、各通電状態において得られた前記合成抵抗値と前記閾値との各比較結果に基づき、前記グロープラグの断線の有無を判断する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のグロープラグの通電制御装置。
5. エンジンに搭載されたグロープラグへの電力の供給元である電源装置と前記グロープラグとの間に配置され、前記グロープラグへの通電を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
   複数の前記グロープラグが電気的に並列に接続されるグロープラグ接続部と、
   前記電源装置の供給電圧と、前記グロープラグ接続部の出力電圧とのうち少なくとも一方を取得する電圧取得部と、
   前記グロープラグ接続部から前記グロープラグへ出力される電流値を取得する電流取得部と、
   前記グロープラグへの通電の状態を判別する通電状態判別部と、
   前記グロープラグへの通電の初回に、前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得て、初回抵抗値として記憶する記憶部と、
   前記グロープラグの断線判断時に、前記電圧取得部にて取得された電圧値及び前記電流取得部にて取得された電流値に基づき、前記グロープラグ接続部に接続されたグロープラグの合成抵抗値を得る抵抗値取得部と、
   前記初回抵抗値を取得した際と同じ通電状態時に得られた前記合成抵抗値と前記初回抵抗値との比較結果に基づいて、前記グロープラグの断線の有無を判断する断線検知部とを備えることを特徴とするグロープラグの通電制御装置。
6. 前記記憶部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記初回抵抗値を設定し、
   前記抵抗値取得部は、各通電状態において前記グロープラグの温度が安定した状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得る
   ことを特徴とする請求項５に記載のグロープラグの通電制御装置。
7. 前記通電状態判別部がアフターグロー通電であると判別された場合、
   前記記憶部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記初回抵抗値を設定し、
   前記抵抗値取得部は、前記エンジンがアイドル状態のときに前記グロープラグの合成抵抗値を得る
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載のグロープラグの通電制御装置。
8. 前記記憶部は、複数の異なる通電状態に応じた複数の前記初回抵抗値を設定し、
   前記断線検知部は、各通電状態において得られた前記合成抵抗値と前記初回抵抗値との各比較結果に基づき、前記グロープラグの断線の有無を判断する
   ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のグロープラグの通電制御装置。
9. 前記断線検知部は、前記グロープラグへの通電の状態がアフターグロー通電であるときに前記グロープラグに断線が生じたと判断すると、次回の前記エンジンの始動の際、前記グロープラグへの通電の状態がプリグロー通電又は保温通電のうちの少なくとも一方のときに前記グロープラグの断線の有無を判断して、その判断結果に基づき前記グロープラグの断線の有無を最終決定する
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のグロープラグの通電制御装置。

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